Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các thiết bị phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải ... Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí. Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã học không những môn công nghệ chế tạo máy mà các môn khác như: máy công cụ, dụng cụ cắt... Đồ án còn giúp cho sinh viên được hiểu dần về thiết kế và tính toán một qui trình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể. Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy Lý Ngọc Quyết trong bộ môn công nghệ chế tạo máy đến nay đồ án môn học của em đã hoàn thành. Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy và sự chỉ bảo của các bạn. Em xin chân thành cảm ơn thầy Lý Ngọc Quyết đã giúp đỡ em hoàn thành công việc được giao.
Page | 1 Nguyễn Văn Hoàng LỜI NÓI ĐẦU Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chương trình đào tạo kỹ sư và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các thiết bị phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy là một trong các đồ án có tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí. Đồ án giúp cho sinh viên hiểu những kiến thức đã học không những môn công nghệ chế tạo máy mà các môn khác như: máy công cụ, dụng cụ cắt Đồ án còn giúp cho sinh viên được hiểu dần về thiết kế và tính toán một qui trình công nghệ chế tạo một chi tiết cụ thể. Được sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy Lý Ngọc Quyết trong bộ môn công nghệ chế tạo máy đến nay đồ án môn học của em đã hoàn thành. Tuy nhiên việc thiết kế đồ án không tránh khỏi sai sót em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy và sự chỉ bảo của các bạn. Em xin chân thành cảm ơn thầy Lý Ngọc Quyết đã giúp đỡ em hoàn thành công việc được giao. 1 Page | 2 Nguyễn Văn Hoàng Nội dung thuyết minh và tính toán Đồ án môn học Công Nghệ Chế Tạo Máy Phân tích chức năng làm việc của chi tiết: Theo đề bài thiết kế: ” Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết đòn quay gạt số ” với sản lượng 12000 chi tiết/năm, điều kiện sản xuất tự chọn . Đòn quay gạt số là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng càng, chúng là một loại chi tiết có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau hoặc tao với nhau một góc nào đó. Trong chi tiết này chỉ có 2 bề mặt có R z 20 là ảnh hưởng nhiều tới tính năng làm việc và chất lượng vận hành của chi tiết. Các bề mặt còn lại không có ảnh hưởng nhiều tới tính năng làm việc và chất lượng vận hành của chi tiết. Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này ( thường là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác (như là trục khuỷu) hoặc ngược lại. Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ( khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ). Hoặc như chi tiết này thông qua chuyển động quay của chi tiết ta có thể ra về số của động cơ đơn giản hơn nhiều. Điều kiện làm việc của đòn quay gạt số đòi hỏi không cao lắm: 2 Page | 3 Nguyễn Văn Hoàng + Làm việc trong môi trường tự nhiên Các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết đòn quay gạt số: +Vật liệu : Thép 40 + Độ cứng : 160 … 180HB +Các bán kính góc lượn trên các bề mặt không gia công từ R2 đến R5 2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết: Bề mặt làm việc chủ yếu của đòn quay gạt số là bề mặt trong của lỗ φ12. Cụ thể ta cần đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây: - Lỗ φ12 luôn tiếp xúc với bề mặt của trụ để truyền mô men xoắn tới trục số - Đường tâm của lỗ φ12 phải song song với đường tâm của lỗ φ10 với sai số là 0,1mm - Đường tâm của lỗ φ12 phải vuông góc với đường tâm của lỗ M10 với sai số là 0,1mm Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đưa ra một số nét công nghệ điển hình gia công chi tiết đòn quay gạt số như sau: + Kết cấu của càng phải được đảm bảo khả năng cứng vững. 3 Page | 4 Nguyễn Văn Hoàng + Với đòn quay gạt số, với kích thước không lớn lắm phôi nên chọn là phôi dập và đây là thép 40 có độ cứng không cao, có hình dáng đơn giản. +Việc gia công các mặt đâu và các lỗ trụ là khó khăn do độ cao của các trụ là khác nhau. + Các lỗ trụ này không đòi hỏi tính công nghệ cao. +Khi gia công chi tiết thì các dụng cụ rất dễ thoát dao. +Các bề mặt còn lại có thể dễ dang đạt độ chính xác và yêu cầu kỹ thuật + Với kết cấu của đòn quay gạt số thì sau nguyên công đầu tiên phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất. Với đòn quay gạt số, nguyên công đầu tiên là gia công hai mặt đầu cùng một lúc để đảm bảo độ song song của 2 mặt đầu và để làm chuẩn cho các nguyên công sau ( gia công hai lỗ chính ) nên chọn chuẩn thô là hai mặt thân biên không gia công. Và thứ tự gia công của hai mặt đầu là phay bằng hai dao phay đĩa 3 mặt . 3 Xác định dạng sản xuất: Sản lượng chi tiết hàng năm được xác định theo công thức sau đây: N = N 1 m(1 + 100 βα + ) Trong đó: N : Số chi tiết được sản xuất trong một năm; 4 Page | 5 Nguyễn Văn Hoàng N 1 : Số sản phẩm (số máy) được sản xuất trong một năm; m : Số chi tiết trong một sản phẩm; β : Số lượng sản phẩm dự phòng do sai hang khi tạo phôi gây ra ; β =6% α : Số lượng sản phẩm dự phòng do hỏng hóc và phế phẩm trong quá trình gia công cơ α =4% ⇒ N = 12000.1.(1 + 100 06,004,0 + ) = 12000 ( chi tiết). Sau khi xác định được sản lượng hàng năm ta phải xác định trọng lượng của chi tiết. Trọng lượng của chi tiết được xác định theo công thức: Q = V.γ Trong đó: Q : Khối lượng của chi tiết (kg). V : Thể tích của chi tiết (cm 3 ). γ : Khối lượng riêng của vật liệu(kg/dm 3 ) ; γ = 7,852 kg/dm 3 =7,852.10 -3 kg/cm 3 * Thể tích chi tiết: V 1 = ( ) 3 22 4,3912. 2 5. 12. 2 6. 12.130.2230 2 1 cm=−−+ ππ V 2 = ( ) 3 22 5,412. 4 5. 12. 2 6. 12.60.3015 2 1 cm=−−+ ππ V 3 = ( ) 322 2,415.5.12 4 3 cm=− ππ 5 Page | 6 Nguyễn Văn Hoàng V 4 = ( ) 322 3,215.5.11 2 1 cm=− ππ V 5 = ( ) ( ) 32222 3,83.6.15.11.6.15. cm=−+− ππππ Vậy V=V 1 + V 2 + V 3 + V 4 + V 5 = 39,4 + 4,5 + 4,2 + 2,3 + 8,3 = 58,7 cm 3 Vậy Q = V.γ =58,7. 7,852.10 -3 ≈ 0,46 kg Theo bảng 2.6 Thiết kế đồ án CNCTM Với : + Khối lượng chi tiết = 0,46kg < 4kg + Số lượng hàng năm là 12000 chiếc Ta suy ra đây là dạng sản suất: HÀNG LOẠT LỚN 4 Chọn phương pháp chế tạo phôi phôi: Chi tiết là đòn quay gạt số bằng thép và sản xuất hàng loạt lớn lên chọn phôi dập nóng. Trước khi dập nóng kim loại ta phải làm sạch kim loại, cắt bỏ ra từng phần nhỏ phù hợp được thực hiện trên máy cưa. Trong trường hợp trọng lượng của chi tiết (đòn quay gạt số) khoảng 0,46 kg (< 4 kg) , dạng sản xuất hàng loạt lớn ta lên chọn phôi là phôi dập và dập trên máy búa và máy ép với R z đạt được là R z = 320 ÷ 160 m µ Từ cách chế tạo phôi ở trên ta có thể tra được lượng dư ở một mặt là 1mm theo bảng 3-17 Sổ tay công nghệ Chế tạo Máy 6 Page | 7 Nguyễn Văn Hoàng 5 Lập thứ tự các nguyên công, các bước (vẽ sơ đồ gá đặt, ký hiệu định vị, kẹp chặt, chọn máy, chọn dao, vẽ chiều chuyển động của dao, của chi tiết) -Xếp dạng chi tiết : đây thuộc dạng chi tiết dạng càng - Chuẩn thô là hai mặt bên của thân chi tiết vì khi đó ta có thể dụng dao phay đĩa phay đồng thời 2 mặt đầu của trụ φ30 sẽ đảm bảo được độ song song của 2 mặt đầu này. - Chuẩn tinh : ta dùng hai mặt đầu và mặt lỗ φ12 làm chuẩn tinh thống nhất. Lập sơ bộ các nguyên công: - Nguyên công 1 : Phay mặt đầu đạt kích thước 26 -0,05 , gia công trên máy phay ngang bằng hai dao phay đĩa 3 mặt có đường kính tối thiểu là 200 mm và sau đó có thể làm chuẩn định vị cho các nguyên công sau. - Nguyên công 2 : Phay mặt đầu của trụ φ22 , gia công trên máy phay đứng bằng dao phay mặt đầu có đường kính tối thiểu là 30 mm . - Nguyên công 3 : Gia công lỗ đạt kích thước φ12 +0,018 với các bước khoan- khoét- doa và vát mép lỗ sao cho đạt được độ nhám R a = 1,25 m µ - Nguyên công 4 : Gia công lỗ đạt kích thước φ10 +0,018 với các bước khoan- khoét- doa và vát mép lỗ sao cho đạt được độ nhám R a = 1,25 m µ 7 Page | 8 Nguyễn Văn Hoàng - Nguyên công 5 : Phay mặt đầu đạt kích thước 15 0,018 , gia công trên máy phay ngang bằng hai dao phay đĩa 3 mặt có đường kính tối thiểu là 100 mm và đạt độ chính xác R z 40 - Nguyên công 6 : Gia công lỗ đạt kích thước M10 với các bước khoan- khoét- ta rô và vát mép lỗ M10 - Nguyên công 7 : Kiểm tra độ không song song của hai lỗ φ12 và φ10 không được quá 0,1 mm, độ không vuông góc của cả hai lỗ φ12 và M10 không vượt quá 0,1 mm. 5.2.Thiết kế các nguyên công cụ thể: 5.2.1 3Nguyên công I : Phay mặt đầu Lập sơ đồ gá đặt: Hai mặt đầu đòn quay gạt số cần đảm bảo độ song song, bởi vậy ta sử dụng cơ cấu kẹp ê tô máy phay và chốt tỳ chống xoay hạn chế được 5 bậc tự do , và má kẹp có khía nhám định vị vào hai mặt phẳng của thân tay biên bởi đây là chuẩn thô. Kẹp chặt: Dùng hai miếng kẹp để kẹp chặt chi tiết, hướng của lực kẹp từ hai phía cùng tiến vào, phương của lực kẹp cùng phương với phương của kích thước thực hiện. 8 Page | 9 Nguyễn Văn Hoàng Chọn máy: Máy phay nằm ngang 6H82Γ. Công suất của máy N m = 7kW Chọn dao: Phay bằng hai dao phay đĩa ba mặt răng gắn mảnh thép gió, có các kích thước sau( Tra theo bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1): D = 200 mm, d =50 mm, B = 16 mm, số răng Z = 24 răng. Lượng dư gia công: Phay1 lần với lượng dư phay thô cả 2 mặt là Z b =2 mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao. Chiều sâu cắt t = 1 mm, lượng chạy dao S = 0.08 – 0.15mm/răng ( Tra theo bảng 5-170 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):, tốc độ cắt V = 32.5 (30,5 hoặc 27,5)m/phút. Các hệ số hiệu chỉnh: 9 Page | 10 Nguyễn Văn Hoàng K 1 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào nhóm và cơ tính của thép cho trong bảng 5-225 Sổ tay CNCTM2- k 1 = 1,16 K 2 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào trạng thái của bề mặt gia công và chu kỳ bền của dao cho trong bảng 5-120 Sổ tay CNCTM2- k 2 = 0,8 K 3 : Hệ số điều chỉnh phụ thuộc vào dạng gia công cho trong bảng 5-132 Sổ tay CNCTM2- k 3 = 1. Vậy tốc độ tính toán là: V t =V b .k 1 .k 2 .k 3 = 32,5.1,16.0,8.1 = 30,16 m/phút. Số vòng quay của trục chính theo tốc độ tính toán là: n t = == 200.14,3 16,30.1000 . .1000 D v t π 48,028 vòng/phút Ta chọn số vòng quay theo máy n m = 40 vòng/phút. Như vậy, tốc độ cắt thực tế sẽ là: V tt = == 1000 40.200.14,3 1000 m nD π 25,12m/phút. Lượng chạy dao phút là S p = S r .z.n = 0,13.24.40 =124,8 mm/phút. Theo máy ta có S m = 95 mm/phút 5.2.2.Nguyên công II:Phay mặt đầu trụ φ 22 10 [...]... 40 Page | 30 Qui trình công nghệ gồm ba nguyên công (3 bước) :khoan- khoét và doa trên một lần gá đặt Chuẩn định vị khi gia công lỗ φ12+0,018 là mặt phẳng đầu trụ φ30 đã được gia công Chi tiết được định vị bằng phiến tỳ, bạc vấu; kẹp chặt bằng cơ cấu trụ trượt- thanh răng-bánh răng * Chất lượng bề mặt sau các bước tiến trình gia công φ12 : ( Theo bảng 13 Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy) 30 Nguyễn... 4-49,4-136 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1): Lượng dư gia công: Gia công lần với lượng dư gia công khoan Zb1 = d/2 = 3,5 mm, khoét Zb2 = 0,5 mm Chế độ cắt: *Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ φ8, chi u sâu cắt t = 3,5 mm, lượng chạy dao S = 0,25 (0.22÷0,28)mm/vòng, tốc độ cắt V = 20,5 m/phút (Tra theo bảng 5-86, 5-87 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): Ta có các hệ số: K1: Hệ số điều chỉnh phụ... tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): Lượng dư gia công: Gia công 3 lần với lượng dư gia công khoan Zb1 = d/2 = 5 mm, khoét Zb2 = 0,75 mm và lượng dư Doa Zb3 = 0,25 mm Chế độ cắt: *Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ φ12, chi u sâu cắt t = 5 mm, lượng chạy dao S = 0,25 (0.22÷0,28)mm/vòng, tốc độ cắt V = 20,5 m/phút (Tra theo bảng 5-86, 5-87 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): Ta có các hệ số: K1: Hệ số điều... 0,05.39,27 = 1,9635 µm 32 Nguyễn Văn Hoàng Kcx = 0,05 là hệ số chính xác hoá (Theo bảng 3.9 Thiết kế Đồ án công nghệ Chế tạo Máy ) Page | 33 * Sai số gá đặt khi khoan: Sai số gá đặt chi tiết εgđ ở bước đang thực hiện được xác định bằng tổng véc tơ sai số chuẩn εc và sai số kẹp chặt εk, nếu không xét đến sai số đồ gá: εgđ = ε c2 + ε k2 Trong đó: εc : sai số chuẩn( khi gốc kích thước không trùng với chuẩn định... bảng 4-84 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1): D = 200 mm, d =50 mm, B = 16 mm, số răng Z = 24 răng Lượng dư gia công: Phay 1 lần với lượng dư phay thô cả 2 mặt là Zb = 2 mm Chế độ cắt: Xác định chế độ cắt cho một dao Chi u sâu cắt t = 1 mm, lượng chạy dao S = 0.08 – 0.15mm/răng ( Tra theo bảng 5-170 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2):, tốc độ cắt V = 32.5 (30,5 hoặc 27,5)m/phút Các hệ số hiệu chỉnh:... đó : Page | 34 RZa : Chi u cao nhấp nhô tế vi do bước công nghệ sát trước để lại Ta : Chi u sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại ρa : Sai lệch về vị trí không gian do bước công nghệ sát trước để lại ( độ cong vênh, độ lệch tâm, độ không song song …) εb : Sai số gá đặt chi tiết ở bước công nghệ đang thực hiện - Bây giờ ta có thể xác định lượng dư nhỏ nhất theo công thức: 2.Zb min... Lượng dư gia công: Gia công 3 lần với lượng dư gia công khoan 18 Nguyễn Văn Hoàng Zb1 = d/2 = 4 mm, khoét Zb2 = 0,75 mm và lượng dư Doa Zb3 = 0,25 mm Page | 19 Chế độ cắt: *Xác định chế độ cắt cho khoan lỗ φ10, chi u sâu cắt t = 4 mm, lượng chạy dao S = 0,25 (0.22÷0,28)mm/vòng, tốc độ cắt V = 20,5 m/phút (Tra theo bảng 5-86, 5-87 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 2): Ta có các hệ số: K1: Hệ số điều chỉnh... định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức: nt = 1000.vt 1000.72 = = 2413,67 vòng/phút π d 3,14.9,5 ⇒ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 2350 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng *Xác định chế độ cắt cho Doa: Chi u sâu cắt t = 0,25 mm, lượng chạy dao S = 0,8 mm/vòng, tốc độ cắt V = 10 m/phút Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức:... định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức: Page | 28 nt = 1000.vt 1000.72 = = 2866,2 vòng/phút π d 3,14.8 ⇒ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = 2350 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng *Xác định chế độ cắt cho Ta rô: Chi u sâu cắt t = 0,25 mm, lượng chạy dao S = 0,8 mm/vòng, tốc độ cắt V = 10 m/phút Ta xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công. .. xác định số vòng quay tính toán của trục chính nt vào công thức: 16 Nguyễn Văn Hoàng nt = 1000.vt 1000.72 = = 1993,9 vòng/phút π d 3,14.11,5 ⇒ Số vòng quay của trục chính theo dãy số vòng quay: nm = Page | 17 1900 vòng/phút và lượng chạy dao S = 0,1 mm/vòng *Xác định chế độ cắt cho Doa: Chi u sâu cắt t = 0,25 mm, lượng chạy dao S = 0,8 mm/vòng, tốc độ cắt V = 10 m/vòng Ta xác định số vòng quay tính . Nghệ Chế Tạo Máy Phân tích chức năng làm việc của chi tiết: Theo đề bài thiết kế: ” Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo chi tiết đòn quay gạt số ” với sản lượng 12000 chi tiết/ năm, điều kiện. nhiều. Điều kiện làm việc của đòn quay gạt số đòi hỏi không cao lắm: 2 Page | 3 Nguyễn Văn Hoàng + Làm việc trong môi trường tự nhiên Các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết đòn quay gạt số: +Vật liệu. chất lượng vận hành của chi tiết. Chi tiết dạng càng thường có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này ( thường là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác (như là